倾动炉布袋收尘器酸结露问题的改进

杨 勇

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424)

0 引 言

倾动炉在冶炼杂铜的过程中，由于炉子冶炼烟气无法经布袋收尘排空，影响了炉子的正常生产。利用炉子浇铸时间，冶炼烟气量少，停收尘系统后，作业人员更换布袋。因此，针对影响布袋除尘器酸结露问题进行分析，及时改进布袋收尘运行的阻碍因素，确保炉子烟气排空达标至关重要。

1 布袋排烟收尘工艺原理及运行状况

1.1 工艺原理

倾动炉排烟收尘系统，见图1，分为主系统和环境集烟排烟，前者是将冶炼烟气进行处理，后者是将环境漏烟进行治理。为了保证主排烟系统故障而不影响生产进行，设置了旁通排烟系统。倾动炉冶炼过程中产生的烟气进入余热锅炉和平板式冷却器冷却后，烟温降至190 ℃以下。经过冷却器冷却的烟气与环境烟罩所吸入低温烟气进行混合，冶炼烟气温度再次得到冷却。混合烟气一同进入布袋收尘器，经布袋收尘器过滤收尘后，通过主排烟风机排至烟囱而放空。为了防止布袋着火和SO2等有害气体的腐蚀，在进入平板式冷却器之前，设置了1套熟石灰添加剂加料系统。

1.2 运行状况

自从倾动炉燃烧系统用纯氧替代杂用风燃烧后，运行一段时间，发现布袋收尘器进出口烟气压差变大，甚至超过设计值，见表1。最后导致炉子负压抽不动。

表1 改进前倾动炉布袋收尘器运行情况

2 布袋酸结露的影响因素

倾动炉杂铜冶炼熔化、氧化、浇铸烧的是重油，还原用的是天然气，在炉膛高温作用下，烟气中的SO2氧化成SO3，而且随炉膛温度的峰值越高，烟气中SO2的浓度越高，产生的SO3体积总量也会越多。倾动炉燃烧的化学反应式为：CH4+2O2=CO2+2H2O，将产生大量的水气，当布袋露点条件达到时则极易形成结露现象。根据国内外比较通用的酸露点经验计算公式，tsld=186+20lgVH2O+26lgVSO3。因此，影响倾动炉布袋收尘器酸结露最主要的因素是水气，熟石灰，布袋入口烟气温度。布袋入口烟气温度低于酸露点温度90 ℃，布袋极易酸结露。

3 布袋收尘系统的改进

3.1 布袋收尘器风源改进

厂区处于江南多雨潮湿的地带，空气湿度大，大量带水的空气进入布袋，在布袋入口烟气温度低的时候很容易使布袋受潮，造成烟灰板结，炉子负压抽不动。布袋收尘器水汽来自下雨天布袋清扫风(720 m3/h)，熟石灰输送风(720 m3/h)，炉子环集烟罩冷风(5个)和下雨天加料物料含水。控制潮湿空气进入布袋，防止布袋收尘器酸结露点温度提高，将布袋清扫风，熟石灰输送风入口由直接吸空气改为吸冷却器热交换出风口热风40～50 ℃，见图2。

3.2 石灰仓料仓锥斗加电伴热带

硝石灰在自然环境中会吸收空气中的水分，很容易受潮，石灰仓加入受潮的熟石灰会导致下料口堵塞板结，需要人员拆管清通，板结严重时整仓硝石灰需要人工扒出，浪费熟石灰。为保证硝石灰在石灰仓内下料通畅，防止SO2腐蚀布袋，考虑给料仓锥斗增加蒸汽伴热盘管，使用厂内低压蒸汽伴热保温，但是锥斗有振动器工作，振动会对蒸汽伴管产生影响，引起蒸汽泄漏，因此决定用电伴热带给石灰仓锥斗加热保温并安装温度计，见图3。实现在仪表室监控温度。使用电伴热以来，石灰仓壁温度保持在20～50 ℃，高于环境温度，石灰仓未发生石灰板结的现象，石灰能顺畅地进入布袋收尘器。

3.3 冷却器改进

倾动炉采用多氧燃烧后，阳极铜生产及炉况趋于稳定，但后续系统温度及烟气量发生了改变，锅炉出口温度200～240 ℃，冷却器入口温度200 ℃，出口100 ℃，布袋入口温度平均为85 ℃，布袋被SO2低温腐蚀，布袋酸结露相当严重。以前布袋烟气进出口正常压差1 200 Pa左右，现在压差1 800～2 800 Pa左右，最大压差达到4 180 Pa。布袋出现裂化现象，陆续更换了300多条破损布袋。经过对布袋入口温度和冷却器出口温度进行分析和探索，将布袋收尘器入口烟气温度控制在120～150 ℃之间，冷却器出口温度控制在130～160 ℃之间，决定对冷却器东西侧(入口及出口)进行封堵，见图4。封堵范围为70 %左右，用3 mm铁板点焊牢固并将冷却器烟气出口冷却翅片抽掉56片，让烟气直接进布袋。通过生产实践，冷却器进出口温度接近稀氧改造前的温度，效果显著，基本满足目前布袋收尘器的工况要求。

3.4 布袋收尘器系统联锁关系修改

不考虑外部水汽，仅燃料产生的水汽和烟气中的SO2，布袋收尘器最高的酸结露温度是90 ℃，但是下雨天，炉子环集烟罩冷风(5个)和下雨天加料物料含水，这些因素将会产生大量的水汽，因此布袋的酸露点温度就要提高。按照一般有酸结露条件存在的工况，一般运行工况应高于该系统实际酸露点20 ℃以上运行。因此，对倾动炉布袋收尘器入口烟气温度联锁作了修改，见表2。

表2 布袋入口烟气温度联锁关系

4 效果检查

通过对布袋收尘器酸结露点温度影响因素的改进，未发现布袋收尘器进出口压差超过设计值，导致炉子负压抽不动的情况，见表3。布袋没有出现较大的损坏，节约了更换布袋的成本及熟石灰成本，克服了长期困扰倾动炉收尘系统的难题，为今后环境保护工作增强了助力，减少了员工石灰仓铲料及更换布袋的工作量，降低了布袋收尘器停车时间，提高了收尘效率，确保达到清洁生产的目标。

表3 改进后倾动炉布袋收尘器运行情况统计表

5 结 语

任何烟气收尘系统都有结露点存在，因此要保证收尘设备的稳定运行，对收尘系统的布袋入口温度控制和熟石灰的及时输送很重要。布袋收尘器安全运行，其布袋入口烟气温度必须控制在允许范围之内，过高可能导致布袋着火燃烧事故；过低，烟气则会存在结露现象，布袋粘结甚至腐蚀。布袋酸结露严重会导致收尘器阻力升高，会降低收尘器的收尘效率以及使用寿命。因此，出现布袋进出口烟气压差变大时，必须迅速查明原因，并进行处理，以防止烟气排空不达标。